Zerstörungsfreie In-Situ-Überwachung zur Optimierung der Schichtmorphologie bei Plasma-, Lichtbogendraht- und HVOF-basierten Prozessen (OptiMorph)

Vorhabenbeschreibung:

Nach derzeitigem Stand der Technik und Wissenschaft werden thermische Spritzprozesse meist durch optische Systeme überwacht. Diese Systeme basieren vorwiegend auf der Vermessung und Beurteilung des (teilweise) aufgeschmolzenen Spritzzusatzwerkstoffs während des Flugs oder beim Auftreten auf das Bauteil. Es handelt sich hierbei um eine indirekte Methode der Prozessüberwachung bzw. Prozesssteuerung, da nicht die Schicht bzw. der Verbund Schicht/Spritzzusatzwerkstoff direkt überwacht wird. Im Forschungsprojekt „Optimorph“ werden Schichten thermischer Spritzprozesse mit Messmethoden der zerstörungsfreien Prüfung charakterisiert und deren Reproduzierbarkeit validiert. Durch die Kopplung der Hochfrequenz-Impuls-Messung und des magnetischen Barkhausen-Rauschens wird ein integratives Sensorsystem entwickelt, das eine schnelle und präzise Prozessüberwachung und Qualitätskontrolle hinsichtlich der Detektion, Qualifizierung und Quantifizierung von Inhomogenitäten im Spritzprozess mit Hilfe einer Mustererkennung ermöglicht. Durch Kombination der beiden Techniken zu einem automatisierten Prozess können bisherige optische Verfahren zur Prozessüberwachung thermischer Spritzprozesse substituiert und metallografische Analysen deutlich reduziert werden. Das kombinierte Messsystem hat das Potenzial für KMU eine ressourceneffiziente und qualitativ hochwertige Produktion zu gewährleisten sowie gegenüber konventionellen Prüfverfahren und -strategien Kosten- und Zeitvorteile durch die In-line-Applikation zu erwirtschaften.